等离子技术课件
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等离子技术
一．等离子概念什么是等离子体呢?简而言之，等离子体就是能导电的气体。
物质的这一新的存在形式是经气体电离产生的由大量带电粒子(离子、电子)和中性粒子(原子、分子)所组成的体系，因其总的正、负电荷数相等，故称为等离子体。
继固态、液态、气态三态之后列为物质的第四态—等离子态。
二．等离子与其他气体的区别等离子体与气体的区别：首先，气体通常是不导电的，等离子体则是一种导电流体而又在整体上保持电中性。
其二，组成粒子间的作用力不同，气体分子间不存在净电磁力，而等离子体中的带电粒子间存在库仑力，并由此导致带电粒子群的种种特有的集体运动。
第三，作为一个带电粒子系，等离子体的运动行为明显地会受到电磁场的影响和约束。
三．等离子体现象和其应用：在大气的外层，由于太阳和宇宙射线的作用，形成一层电离层，就是等离子体，使得无线电波的远距离传送得以可能；闪电也能形成瞬间等离子体；日光灯是利用等离子体的辐射特性而研制的，它具有发光柔和，节能等特点；等离子体显示器技术。
传统的显示器包括显像管和液晶显示器，两者在独具优点的同时，又各有缺陷或局限，难以满足显示技术的新需求。
等离子体显示器的诞生，为显示技术开辟了一个新的天地。
它们的优点是体积小、重量轻、图像清晰，可制成超薄平板式等，并可突破传统的显像管和液晶显示这样分明的界限，实现两者的融合贯通四．等离子体定义在一定的压力下，宏观物质随温度升高由固态变成液态，再变为气态(有的直接变成气态)。
当温度继续升高，气态分子热运动加剧。
当温度足够高时，分子中的原子由于获得足够的动能，便开始彼此分离。
若进一步升高温度，原子的外层电子会摆脱原子核的束缚成为自由电子。
失去电子的原子变成带电的离子，这个过程称为电离。
发生电离(无论是部分电离还是完全电离)的气体称之为等离子体(或等离子态)。
它与我们熟悉的三态一样，是物质存在的另一种状态。
所以，人们又把等离子体称为物质第四态，或称为等离子态。
等离子体是由中性原子或分子、激发态的原子和分子、自由基、电子或负离子以及辐射光子组成，其中正电荷总数和负电荷总数在数值上相等，所以称为等离子体。
等离子技术原理精品PPT课件
12 2020/12/14
海宝等离子割枪及消耗件
海宝的切割喷嘴采用了较小的喷嘴孔径、较长的孔道长度并加 强了冷却效果，这样可以使得喷嘴有效断面内通过的电流增加，即 电弧的功率密度增大。但同时压缩也使得电弧的功率损失加大，因 此，实际用于切割的有效能量要要比电源输出的功率小很多，其损 失率一般在35%~50%之间，
13 2020/12/14
飞马特XT系列割枪及消耗件
飞马特的切割喷嘴采用了较小的喷嘴孔径、较高的工作气压来提高 喷嘴有效断面内通过的电流，同样达到了增大电弧的功率密度之目的并 大大减少了电弧的功率损失，从而实现了更经济的切割。
14 2020/12/14
飞马特等离子割枪
XT-300
SL100SV
XT-301
6 2020/12/14
尖端快速的被冷却 = 弧压缩 电弧中心的温度 (15,000 to 35,000°C) = 融化金属材料
高速等离子射流 = 融化的金属材料通过割缝喷出
等离子弧处理过程
等离子弧压缩
20 000 K
_
10 000 K自由弧
5 000 K
2000 K
+
300 k
7 2020/12/14
非转移型等离子弧温度最高可达18000℃﹐主要用于工件表面喷涂耐高温﹑耐磨损﹑耐
腐蚀的高熔点金属或非金属涂层﹐也可以切割薄板金属材料﹐还可以作为金属表面热处理的 热源。
混合型等离子弧主要用于微束等离子弧焊接和粉末堆焊。
5 2020/12/14
等离子处理过程
等离子处理
DC
-
气体电离
电弧
压缩
热
能
动
能
金属材料的熔融喷出物
海宝等离子割枪及消耗件
海宝的切割喷嘴采用了较小的喷嘴孔径、较长的孔道长度并加 强了冷却效果，这样可以使得喷嘴有效断面内通过的电流增加，即 电弧的功率密度增大。但同时压缩也使得电弧的功率损失加大，因 此，实际用于切割的有效能量要要比电源输出的功率小很多，其损 失率一般在35%~50%之间，
13 2020/12/14
飞马特XT系列割枪及消耗件
飞马特的切割喷嘴采用了较小的喷嘴孔径、较高的工作气压来提高 喷嘴有效断面内通过的电流，同样达到了增大电弧的功率密度之目的并 大大减少了电弧的功率损失，从而实现了更经济的切割。
14 2020/12/14
飞马特等离子割枪
XT-300
SL100SV
XT-301
6 2020/12/14
尖端快速的被冷却 = 弧压缩 电弧中心的温度 (15,000 to 35,000°C) = 融化金属材料
高速等离子射流 = 融化的金属材料通过割缝喷出
等离子弧处理过程
等离子弧压缩
20 000 K
_
10 000 K自由弧
5 000 K
2000 K
+
300 k
7 2020/12/14
非转移型等离子弧温度最高可达18000℃﹐主要用于工件表面喷涂耐高温﹑耐磨损﹑耐
腐蚀的高熔点金属或非金属涂层﹐也可以切割薄板金属材料﹐还可以作为金属表面热处理的 热源。
混合型等离子弧主要用于微束等离子弧焊接和粉末堆焊。
5 2020/12/14
等离子处理过程
等离子处理
DC
-
气体电离
电弧
压缩
热
能
动
能
金属材料的熔融喷出物
特种加工技术等离子加工技术
（3）磁收缩效应
由于电孤电流周围磁场的作用， 迫使电弧产生强烈的收缩作用，使 电弧变得更细，电弧区中心电流密 度更大，电弧更稳定而不扩散。
由于上述三种压缩效应的综合作用，使
等离子体的能量高度集中，电流密度、等离 子体电弧的温度都很高，达到11000-28000 度(普通电弧仅5000一800度)，气体的电离度 也随着剧增，并以极高的速度(约8002000m/s，比声速还高）从喷嘴孔喷出，具 有很大的动能和冲击力，当达到金属表面时， 可以释放出大量的热能，加热和熔化金属， 并将熔化了的金属材料吹除。
1-切缝 2-距离 3-喷嘴 4-保护罩 5-冷却水 6-钨电极 7-工质气体 8-等离子体电弧 9-保护气体屏 10-工件
10-1 等离子体加工原理示意图
该装置由直流电源供电，钨电极6接阴极，工 件10接阳极。利用高频振荡或瞬时短路引弧的方法， 使钨电极与工件之间形成电弧。电弧的温度很高， 使工质气体的原子或分子在高温中获得很高的能量。 其电子冲破了带正电的原子核的束缚，成为自由的 负电子，而原来呈中性的原子失去电子后成为正离 子；这种电离化的气体，正负电荷的数量仍然相等， 从整体看呈电中性，称之为等离子体电。在电弧外 围不断送入工质气体，回旋的工质气流还形成与电 弧柱相应的气体鞘，压缩电弧，使其电流密度和温 度大大提高。采用的工质气体有氮、氩、氮、氢或 是这些气体的混合。
等离子体具有极高的能量密度 是由下列三种效应造成的：
(1)机械压缩效应
电弧在被迫通过喷嘴通道喷出 时，通道对电弧产生机械压缩作用， 而喷嘴通道的直径和长度对机械压 缩效应的影响很大。
(2)热收缩效应
喷嘴内部通入冷却水，使喷嘴内受到 冷却，温度降低，因而靠近内壁的气体电 离度急剧下降，导电性差，电弧中心导电 性好，电离度高，电弧电流被迫在电弧中 心高温区通过，使电弧的有效截面缩小， 电流密度大大增加。这种因冷却而形成的 电弧截面缩小作用，就是热收缩效应，一 般高速等离子气体流量越大，压力越大， 冷却愈充分，则热收缩效应愈强烈。
低温等离子消融技术PPT课件
痛苦和缩短康复周期，低温等离子消融系统近年来已经在国外耳鼻喉科领域得到了广泛应
用，其临床效果也得到世界权威的认可。
❖
多昵尔数字化低温等离子治疗仪不是普通的设备，该技术与微波相比，无辐射，血液
中能工作，温度更低，治疗效果更好与射频相比，频率、温度更低，工作更稳定，有离子
液化效果;与电刀相比，血液中能切割，冷刀切割效果，无热源损伤;与激光相比，能弧形
❖
多昵尔低温消融术是目前最先进的医疗仪器，也是最新的第四代物理治疗技术，由于
其临床表现突出，在美国本土及欧洲等发达国家都已全面代替了开刀，激光，微波等传统
治疗，医学界专家一致认为数字化等离子治疗技术，代表了当今的最高水平。
❖
多昵尔低温消融术的基本原理是低温消融，即利用低温等离子射频的能量，以较低的
温度（40-70度）来进行组织的切除，从而避免对组织的损伤，并且能够大大减轻病人的
.
11
慢性鼻炎治疗
❖ 1、鼻腔滴药(喷药)；2、鼻甲注射；3、手术 (手术切除法)、射频消融术(低温等离子射频消 融技术)；4、微波治疗。
❖ (二)糖皮质激素吸入 ：通常选用布地奈德、氟替卡松、糠酸莫米松等。 ❖ (三)肥大细胞膜稳定剂包括色甘酸钠(SCG) ：尼多酸钠(Nedocromil
Sodium)和曲尼斯特(Tranilast)等。 ❖ (四)局部抗组胺药物的应用：主要有氮卓斯汀、左旋卡巴斯汀和酮替芬
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ等。 ❖ 返回
.
9
神经阻断术治疗
切割，无光反射，周边损伤小，切割强，是目前国际最具领先的治疗耳鼻喉疾病的高科技
设备。
.
2
.
3
低温等离子技术工作原理
❖ 在治疗过程中，多昵尔的治疗弹头会先利用数字智能识别功能先采集病 变组织的基本数据，然后根据计算机的指令使组织局部形成一个拥有离 子、电子和核心粒子的不带电的离子化物质的空间（在这个空间内拥有 几乎相同数量的自由电子和阳极电子的离子，我们就称之为等离子）， 这时，高度吸收能量的非平衡等离子会在计算机的程序控制下，使病变 组织产生低温分解效应及RL（感抗）热效应，即使组织蛋白质迅速凝固 及血管收缩和封闭，达到治疗疾病的目的。低温等离子消融治疗系统的 作用原理是使电极和组织间形成等离子薄层，层中离子被电场加速，并 将能量传递给组织，在低温下（40°C―70°C）打断细胞间分子结合键，
等离子体物理学课件
解释等离子体发光的物理原理
等离子体的基本性质
电磁性质
• 等离子体在电场和磁场下的行为 • 等离子体的电导率和介电常数
动力学性质
• 等离子体的输运过程 • 等离子体的热力学性质
等离子体在天体物理中的应用
恒星爆炸中的等离子体
讨论等离子体在恒星爆炸和体的研究
探索行星际空间中等离子体的特性和影响
2 等离子体在新能源领域的应用
讨论等离子体技术在太阳能和风能等新能源技术中的应用
3 等离子体在生物医学中的应用
介绍等离子体在癌症治疗和生物材料领域的发展和研究进展
结语
展望等离子体物理学的未来，谢谢阅读！
等离子体物理学课件
本课件将介绍等离子体的基本概念、产生方式、基本性质，以及在天体物理、 实验室研究和前沿领域中的应用。
等离子体的基本概念
• 解释等离子体的概念 • 比较等离子体与其他物态的差异
等离子体的产生
1 切割/焊接技术中的等离子体
探讨等离子体在金属切割和焊接过程中的作用和产生方式
2 等离子体的发光现象
等离子体的实验室研究
1
实验室设备简介
介绍用于研究等离子体的实验室设备，
等离子体实验的基本技术
2
包括等离子体发生器和诊断工具
讨论实验中的主要技术，如等离子体
控制和诊断方法
3
等离子体实验的数据分析方法
介绍分析实验数据的常见方法，以及 结果的解释
等离子体学的前沿领域
1 等离子体在核聚变中的应用
探索等离子体在核聚变反应中的重要性，并解释其在未来能源领域的潜力
等离子体的基本性质
电磁性质
• 等离子体在电场和磁场下的行为 • 等离子体的电导率和介电常数
动力学性质
• 等离子体的输运过程 • 等离子体的热力学性质
等离子体在天体物理中的应用
恒星爆炸中的等离子体
讨论等离子体在恒星爆炸和体的研究
探索行星际空间中等离子体的特性和影响
2 等离子体在新能源领域的应用
讨论等离子体技术在太阳能和风能等新能源技术中的应用
3 等离子体在生物医学中的应用
介绍等离子体在癌症治疗和生物材料领域的发展和研究进展
结语
展望等离子体物理学的未来，谢谢阅读！
等离子体物理学课件
本课件将介绍等离子体的基本概念、产生方式、基本性质，以及在天体物理、 实验室研究和前沿领域中的应用。
等离子体的基本概念
• 解释等离子体的概念 • 比较等离子体与其他物态的差异
等离子体的产生
1 切割/焊接技术中的等离子体
探讨等离子体在金属切割和焊接过程中的作用和产生方式
2 等离子体的发光现象
等离子体的实验室研究
1
实验室设备简介
介绍用于研究等离子体的实验室设备，
等离子体实验的基本技术
2
包括等离子体发生器和诊断工具
讨论实验中的主要技术，如等离子体
控制和诊断方法
3
等离子体实验的数据分析方法
介绍分析实验数据的常见方法，以及 结果的解释
等离子体学的前沿领域
1 等离子体在核聚变中的应用
探索等离子体在核聚变反应中的重要性，并解释其在未来能源领域的潜力
低温等离子射频技术PPT课件
对器官的正常组织 几乎无损伤，术后 反应轻
微创小，风险小、 无痛、治疗时间 短
最小的热渗透
特点
通过分子间的分离， 使组织定点消融
特点
效率高、复发率 极低、随治随走， 不影响学习和工 作
间接组织损害较小
临床应用
骨科微创：
关节 颈椎 胸椎 腰椎
耳鼻喉科：
鼻甲消融术 上呼吸道成 形术等
应用于手术中软组织的切割、消融、凝固与止血
基本原理
低温消融，即利用低温等离子射频的能 量，以较低的温度（40-70度）来进行组 织的切除，从而避免对组织的损伤，并且能 够大大减轻病人的痛苦和缩短康复周期，低 温等离子消融系统近年来已经已广泛应用于 脊柱外科、耳鼻咽喉科（鼻甲消融术、上呼 吸道的成形术等），其临床效果也得到世界 权威的认可。
关节
肩关节 膝关节 腕关节 踝关节 髋关节
颈椎
椎间盘软组织 的切割、消融 、凝固和止血
腰椎
椎间盘源性腰 痛，神经系统 无阳性体征， MRI提示无神 经根受压征象 的椎间盘膨出 或中小型突出 ，纤维环完整
颈椎适应症
1
临床表现为：颈肩 痛、根性痛和/散 乱的交感症状，严 重影响日常生活， 各种保守治疗 2~3个月均无效。
Company
LOGO
低温等离子射频技术ຫໍສະໝຸດ 骨二科简介低温等离子消融术全称为“美国DNR数 字式低温等离子消融术”，DNR英文直译为 多昵尔，所以简称为“多昵尔低温消融术”。 该技术来源于美国军方的高能军用等离子技 术，原先主要用于有关核能与宇宙带电粒子 研究。因为多昵尔技术的治疗弹头只有10微 米至1毫米左右，有的比头发丝还要细，所 以又称“头发丝技术”。
2
3
MRI显示包容性 颈椎间盘突出而非 椎间盘脱出者，颈 肩痛极上肢痛严重， 实施开放手术指症 及术式有争议者。
第四章等离子体技术基础()
电感耦合等离子体 (ICP)
RF 线圈
RF 电源
Plasma
z
IP
Plasma
RF 线圈
IRF
如上图所示，当沿z轴的螺线管线圈中通有直流电流I时，在线圈 内就会产生z轴方向的匀强磁场H和磁通Φ。而当电流以角频率ω振荡 时，由法拉第电磁感应定律可知Φ随时间变化会产生电动势V，也就 是产生感应电场Eθ(r, t)。等离子体中的电子在这个电场的作用下被加 速，于是在抵消RF电流磁场方向上会形成等离子体内的涡电流。
Inductively Coupled Plasma System
RF 频率: 13.56MHz 等离子体密度: 1017 ~ 1018 m-3
电子回旋共振等离子体 (ECR)
ECR系统是利用垂直磁场 及交变电场，增加气体电离几 率，电场增加电子的速度，磁 场改变电子速度矢量方向。
电子回旋共振：当有磁场 存在时，电子作环绕磁力线的 回旋运动。如果从外部施加一 个同一频率的振荡电场，电子 会受到同相位电场的加速(随交 变电场来回振荡)。当电场角频 率和电子回旋运动的角频率相 等时(高耦合效率)，电子发生 共振加速，获得高能量。
气体压强为1 torr时，对于间距为10cm的电极电压需达到800V才能产生辉 光放电，而对于间距为5cm的电极电压则只需达到500V就能产生辉光放电。
等离子体的形成过程
产生电弧
形成离子和 自由电子
电子加速 打向阴极
在阴极上形成 大量二次电子
二次电子与中性 原子非弹性碰撞
等离子体中，电荷密度和电场 与电极间位置的关系
在微纳加工中常用的等离子体设备中，主要利用的是 Crooke暗区的大电场。漂移和扩散到这个区域边缘的离子被 加速而快速移向阴极，这样可以利用离子轰击放置在阴极上 的硅片或其它样品，实现不同的处理工艺。
等离子点火技术
针对现有技术的不足，进行持续的优化改进， 提高点火效率和燃烧稳定性。
多煤种适应性研究
开展针对不同煤种的燃烧实验，提高等离子 点火技术对煤种的适应性。
智能化控制
引入智能控制技术，实现等离子点火技术的 自动化和智能化。
环保性能提升
进一步降低NOx等有害气体的排放，提高等 离子点火技术的环保性能。
等离子点火技术的发展趋势
术人员，增加了成本。
点火效率问题
在某些情况下，等离子体的点 火效率可能会受到限制，需要
进一步研究和改进。
燃烧稳定性问题
在某些煤种和工况下，等离子 点火技术的燃烧稳定性可能受 到影响，需要进一步优化。
等离子点火技术的挑战
01
02
03
04
设备投资大
等离子点火技术所需的设备较 为复杂，导致其投资成本较高
等离子点火技术的发展历程
等离子点火技术的起源可以追溯到20世纪60年代，当时人们开始研究等离子体在燃 烧领域的应用。
20世纪70年代，等离子点火技术开始进入实用化阶段，被应用于航空发动机和工业 燃气轮机的点火。
进入21世纪，随着环保要求的提高和能源利用的多样化，等离子点火技术在化石燃 料燃烧领域得到了广泛应用，并逐渐成为一种主流的点火技术。
总结词
高效、环保、节能
详细描述
等离子点火技术应用于工业锅炉，可以实现无油或微油点火，降低能耗和成本。 同时，等离子体的高温能够迅速点燃煤粉，提高燃烧效率，减少污染物的排放， 符合环保要求。
燃气轮机的等离子点火技术应用
总结词
快速、稳定、可靠
详细描述
等离子点火技术应用于燃气轮机，可以在极短时间内实现稳定点火，缩短启动时 间。同时，等离子体的能量密度高，可以确保点燃的稳定性和可靠性，提高燃气 轮机的运行效率。
多煤种适应性研究
开展针对不同煤种的燃烧实验，提高等离子 点火技术对煤种的适应性。
智能化控制
引入智能控制技术，实现等离子点火技术的 自动化和智能化。
环保性能提升
进一步降低NOx等有害气体的排放，提高等 离子点火技术的环保性能。
等离子点火技术的发展趋势
术人员，增加了成本。
点火效率问题
在某些情况下，等离子体的点 火效率可能会受到限制，需要
进一步研究和改进。
燃烧稳定性问题
在某些煤种和工况下，等离子 点火技术的燃烧稳定性可能受 到影响，需要进一步优化。
等离子点火技术的挑战
01
02
03
04
设备投资大
等离子点火技术所需的设备较 为复杂，导致其投资成本较高
等离子点火技术的发展历程
等离子点火技术的起源可以追溯到20世纪60年代，当时人们开始研究等离子体在燃 烧领域的应用。
20世纪70年代，等离子点火技术开始进入实用化阶段，被应用于航空发动机和工业 燃气轮机的点火。
进入21世纪，随着环保要求的提高和能源利用的多样化，等离子点火技术在化石燃 料燃烧领域得到了广泛应用，并逐渐成为一种主流的点火技术。
总结词
高效、环保、节能
详细描述
等离子点火技术应用于工业锅炉，可以实现无油或微油点火，降低能耗和成本。 同时，等离子体的高温能够迅速点燃煤粉，提高燃烧效率，减少污染物的排放， 符合环保要求。
燃气轮机的等离子点火技术应用
总结词
快速、稳定、可靠
详细描述
等离子点火技术应用于燃气轮机，可以在极短时间内实现稳定点火，缩短启动时 间。同时，等离子体的能量密度高，可以确保点燃的稳定性和可靠性，提高燃气 轮机的运行效率。
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SPR的响应模式
n1 sinθ1 = n2 sinθ2 因为 sinθ2 = 1 所以 sinθ1 = n2/n1
SPR的检测模式
直接检测： 适用于大分子 （>1000 Da）
SPR的检测模式
抑制模式： 将待测小分子 固定在传感器 表面，在样品 中加入过量对 应大分子。
SPR仪的结构及工作原理
恒定入射角度, 反射系数与波长关系 入射角度: 1 为80Ü, 2 为70Ü, 3 为72Ü, 4 为6815Ü,5 为6515Ü
金属膜厚度对SPR 谱的影响
λ= 63218nm 介质为水( n = 1.333) 棱镜折射率为1.515
50nm
传感芯片——分子敏感膜
成膜方法： 1. 金属膜直接吸附法 2. 共价连接法（生物素-亲和素、葡聚糖
•
SPR技术因其实时效性，高通量，特异性及
能在天然状态下研究药物分子与靶点的相互作用，
为新药研发提供了有力的工具
食品工业及环境监测领域
• 维生素检测 • 生物毒素检测 • 细菌和病原菌检测 • 农、兽药残留量检测
1.消逝波
菲涅尔定理： n1 sinθ1 = n2 sinθ2
• 当光从光密介质 密 入射到光疏介质 时（n1>n2）就 会有全反射现象 疏 的产生。
密
疏
1.消逝波
密
界面
疏
这表示沿X轴方向传播而振幅衰减的一个波，这就是消逝波。 全反射的光波会透过光疏介质约为光波波长的一个深度，再 沿界面流动约半个波长再返回光密介质。光的总能量没有发 生改变。透入光疏介质的光波成为消逝波。
3.SPR光学原理
• 当消逝波与表面等离子波发生共振时，检测到的反射光 强会大幅度地减弱。能量从光子转移到表面等离子，入 射光的大部分能量被表面等离子波吸收，使得反射光的 能量急剧减少。
Hale Waihona Puke 3.SPR光学原理• 可以从反射光强的响应曲线看到一个最小 的尖峰，此时对应的入射光波长为共振波 长，对应的入射角为SPR角。SPR角随金 表面折射率变化而变化，而折射率的变化 又与金表面结合的分子质量成正比。这就 是SPR对物质结合检测的基本原理。
2.等离子波
等离子体 等离子体通常是指由密度相当高的自由正、负 电荷组成的气体，其中正、负带电粒子数目几 乎相等。
金属表面等离子波 把金属的价电子看成是均匀正电荷背景下运动 的电子气体，这实际上也是一种等离子体。由 于电磁振荡形成了等离子波。
3.SPR光学原理
3.SPR光学原理
• 我们在前面提到光在棱镜与金属膜表面上发生全反射现 象时，会形成消逝波进入到光疏介质中，而在介质（假 设为金属介质）中又存在一定的等离子波。当两波相遇 时可能会发生共振。
光源
• He2Ne激光器 • LED • 白炽灯——卤钨灯
传感芯片——金属膜
反射率高 化学稳定性好 厚度合适
金属材料的选择
Ag膜、Au膜的比较
金膜(实线) 和银膜(虚线) SPR 光谱理论值
恒定波长, 反射系数与入射角度关系 波长: 1 和2 为750nm,3 为600nm,
4 为500nm
SPR用途简介
实时分析，简便快捷地监测DNA与蛋白质之间、蛋白质分 子之间以及药物—蛋白质、核酸—核酸、抗原—抗体、受 体—配体等等生物分子之间的相互作用，在生命科学、医 疗检测、药物筛选、食品检测、环境监测、毒品检测、法 医鉴定等领域具有广泛的应用需求。
表面等离子共振原理
• 1. 消逝波 • 2. 等离子波 • 3. SPR的光学原理
化学应用
通过检测共振角或共振波长的变化 来检测待测分子的成分、浓度以及 参与化学反应的特性
生物学应用
生物学应用
生物学应用
主要用于检测生物分子的结合作用或者 通过生物分子结合作用的检测来完成特 定生物分子的识别及其浓度的测定
生物学应用
药物领域
• 药物与蛋白之间的相互作用
• 药物筛选与新药开发
传感芯片——光波导耦合器件
Krestschmann棱 镜型
Otto棱镜型
光纤在线传输式
光栅型
光纤终端反射式
金属膜 分子敏感膜
棱镜型装置工作原理
(a) Otto 型
(b)
Kretschmann 型
光纤型光波导耦合器
在线传输式SPR 光纤传感器
光纤型光波导耦合器
终端反射式SPR 光纤传感器
光栅型光波导耦合器
Biacore 3000的温度控制系统
•
SPR 技术的应用
•黄辰90513125
物理学应用
• 若某种物理量会引起特定敏感膜折射率的 变化，就可以采用SPR 传感技术进行检测。
• 例如，基于温度变化引起特定敏感膜的吸 湿量变化，并导致其折射率变化，从而利 用SPR 传感技术进行检测的湿度传感系统， 以及基于氢化无定型硅的热光效应的温度 传感系统等。
•朱倩 90513126
Biacore Control
工作仪器
Biacore 3000工作仪器
核心部件： 传感器芯片 液体处理系统 光学系统
其他： LED状态指示器 温度控制系统
Biacore 3000核心部件
Biacore 3000的光学系统
Biacore 3000传感器基本结构
1. 光波导耦合器件 2. 金属膜 3. 分子敏感膜
凝胶、水凝胶、高分子膜、多肽等） 3. 单分子复合膜法 4. 分子印膜技术
Biacore 3000液体处理系统
Biacore 3000的LED状态指示器
LED（light-emitting diode）
• Ready：亮/灭 • Error：亮/灭 • Temperature：稳定/闪烁 • Sensor Chip：稳定/闪烁 • Run：亮/灭
简介
• 表面等离子共振技术(Surface Plasmon Resonance technology，SPR)是20世纪90年代发展起来的，应 用SPR原理检测生物传感芯片(biosensor chip)上配 位体与分析物作用的一种新技术。
发展简史
1902年，Wood在光学实验中发现SPR现象 1941年，Fano解释了SPR现象 1971年，Kretschmann为SPR传感器结构奠定了基础 1983年，Liedberg将SPR用于IgG与其抗原的反应测定 1987年，Knoll等人开始SPR成像研究 1990年，Biacore AB公司开发出首台商品化SPR仪器